(57)【要約】【課題】ユニフォミティを損なうことなくジョイント部の接合性を向上しうる帯状プライの成形方法を提供すること。【解決手段】略平行に配列した複数本の長尺コードを未加硫ゴムにより被覆してなる長尺１次プライ１を、その長手方向に交差する方向に順次裁断し、複数の短尺１次プライ２を得る裁断工程と、長尺１次プライ１または短尺１次プライ２の、少なくとも片側の側面に対して、大気圧プラズマによる表面処理を行う表面処理工程と、短尺１次プライ２の側面同士を突き合わせて順次接合し、長尺の２次プライ３を得る接合工程とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略平行に配列した複数本の長尺コードを未加硫ゴムにより被覆してなる長尺１次プライを、その長手方向に交差する方向に順次裁断し、複数の短尺１次プライを得る裁断工程と、
前記長尺１次プライまたは前記短尺１次プライの、少なくとも片側の側面に対して、大気圧プラズマによる表面処理を行う表面処理工程と、
前記短尺１次プライの側面同士を突き合わせて順次接合し、長尺の２次プライを得る接合工程と、を備える帯状プライの成形方法。
【請求項２】
前記表面処理工程は、前記裁断を行うための所定の位置に向けて長手方向に搬送される長尺１次プライの、少なくとも片側の側面にプラズマを照射する請求項１記載の帯状プライの成形方法。
【請求項３】
前記表面処理工程は、接合される前記短尺１次プライの側面同士を対向させ、その側面間に所定の間隔を設けた後、その対向する側面間にプラズマを照射する請求項１記載の帯状プライの成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気入りタイヤのベルト層を構成するベルトプライや、カーカス層を構成するカーカスプライなどの帯状プライを成形する成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のベルトプライの成形方法は、次のとおりである。まず、図４に示すように、一定幅の長尺１次プライ１が原反として用意される。長尺１次プライ１は、例えばカレンダー装置により、略平行に配列した複数本の長尺コード４が未加硫ゴム５により被覆されて成形される。長尺１次プライ１は、製品タイヤの形状・サイズに応じて、長尺コード４の長手方向に対して所定の角度αをつけて裁断され、短尺１次プライ２が得られる。短尺１次プライ２は下流側に搬送され、先に裁断され接合された短尺１次プライとコード幅方向に接合される。かかる裁断および接合を繰り返すことで、長尺コード４が長手方向に対して所定の角度で配列する長尺の２次プライ３が成形される。
【０００３】
長尺の２次プライは、ドラムに渦巻き状に巻き取られて一旦保管され、生タイヤ（未加硫タイヤ）の成型時にドラムから巻き戻され、ベルトプライとして生タイヤ半成型品の外周に巻き付けられる。この生タイヤ半成型品としては、一次成型によりカーカス層やビード部等を形成した後、カーカス層の中央部を半径方向に拡径したものが挙げられる。巻き付けられた２次プライは、所定の長さで切断されて両端部が接合され、円筒状に成型されて生タイヤのベルト層を構成する。
【０００４】
一方、カーカスプライは、長尺コードの材質や配列角度、生タイヤ成型用の円筒型に２次プライが巻き付けられる点などが異なることを除けば、ベルトプライと略同様の方法により成形される。
【０００５】
上記において、短尺１次プライをコード幅方向に接合する方法としては、オーバーラップジョイントとバットジョイントとが知られている。オーバーラップジョイントは、例えば下記特許文献１に記載されており、短尺１次プライの側部に図５に示すような重なり部分６を設け、その重なり部分６を圧着することにより接合される。但し、オーバーラップジョイントでは、重なり部分６で長尺コード４が重なって配されるため、それ以外の部分との剛性差が過大となって均一性が低下し、ユニフォミティが損なわれるという問題があった。
【０００６】
一方、バットジョイントは、例えば下記特許文献２〜４に記載されており、図６に示すように、短尺１次プライ２の側面同士を突き合わせた状態から、それらを突き合わせ方向７に押圧することにより接合される。したがって、重なり部分がなく、均一性が保持されうるため、ユニフォミティを損なうことがない。しかしながら、バットジョイントは、オーバーラップジョイントに比べて接合領域が小さく、タイヤ成型時にジョイント部８が外れる所謂オープンコードが発生し易い傾向にあった。
【０００７】
ここで、ゴムの接着性（接合性）を向上する手段として、例えば下記特許文献５、６に開示されるような、低圧プラズマやコロナ放電による表面処理が知られている。しかし、低圧プラズマによる処理は、減圧した作業室内で行う必要があり、工程が断続的になるため、帯状プライの成形に採用するのは困難である。また、そのための作業室や減圧装置などの大型設備を導入する必要がある。コロナ放電による処理においても、発生するオゾンを排気するための局所排気装置などを設ける必要があり、生産ラインに組み込むことが容易ではない。
【特許文献１】特開２００１−２３２６９４号公報
【特許文献２】特開平１１−２２１８６０号公報
【特許文献３】特開２００３−３９５７４号公報
【特許文献４】特開２００３−３３４８６９号公報
【特許文献５】特開平１１−２８７７０号公報
【特許文献６】特開２００２−２２０４７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明の目的は、ユニフォミティを損なうことなくジョイント部の接合性を向上しうる帯状プライの成形方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的は、下記の如き本発明により達成することができる。即ち、本発明に係る帯状プライの製造方法は、略平行に配列した複数本の長尺コードを未加硫ゴムにより被覆してなる長尺１次プライを、その長手方向に交差する方向に順次裁断し、複数の短尺１次プライを得る裁断工程と、前記長尺１次プライまたは前記短尺１次プライの、少なくとも片側の側面に対して、大気圧プラズマによる表面処理を行う表面処理工程と、前記短尺１次プライの側面同士を突き合わせて順次接合し、長尺の２次プライを得る接合工程と、を備えるものである。
【００１０】
上記構成によれば、長尺１次プライまたは長尺１次プライを裁断して得られる短尺１次プライの側面に対して、大気圧プラズマによる表面処理を行うことにより、その側面を改質して活性化させることができる。そのため、短尺１次プライの側面同士を突き合わせて接合（バットジョイント）する際に、それらを良好に接着させた状態で長尺の２次プライを成形することができる。これにより、ユニフォミティを損なうことなく、ジョイント部の接合性を向上して帯状プライを成形することができる。
【００１１】
上記において、前記表面処理工程は、前記裁断を行うための所定の位置に向けて長手方向に搬送される長尺１次プライの、少なくとも片側の側面に対してプラズマを照射するものが好ましい。
【００１２】
上記構成によれば、裁断を行うための所定の位置に向けて長手方向に搬送される長尺１次プライの側面に表面処理を施すことができる。したがって、連続した一連の工程で表面処理を行うことができ、帯状プライを効率的に成形することができる。
【００１３】
上記において、前記表面処理工程は、接合される前記短尺１次プライの側面同士を対向させ、その側面間に所定の間隔を設けた後、その対向する側面間にプラズマを照射するものが好ましい。
【００１４】
上記構成によれば、所定の間隔を設けて対向する短尺１次プライの側面間にプラズマを照射することにより、接合される両方の側面に対して同時に表面処理を行うことができるとともに、その状態から側面同士を突き合わせることで接合工程に円滑に移行することができる。したがって、連続した一連の工程で表面処理を行うことができ、帯状プライを効率的に成形することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。本発明により成形される帯状プライとしては、空気入りタイヤのベルト層を構成するベルトプライや、カーカス層を構成するカーカスプライなどが例示される。本実施形態では、ベルトプライを成形する方法について説明する。図１は、本発明に使用する装置の一例を示す斜視図である。図２は、プラズマノズルの配置を説明する図であり、裁断後の長尺１次プライを長手方向から見た図である。
【００１６】
図１に示す装置は、上流側から順に、ドラム１２、第１搬送手段１３、第２搬送手段１４、第３搬送手段１９およびドラム１１を備えている。また、第１搬送手段１３と第２搬送手段１４との間には裁断手段１５が設けられ、第２搬送手段１４と第３搬送手段１９との間には接合手段１６が設けられている。そして、本実施形態では、第１搬送手段１３により搬送される長尺１次プライ１の幅方向両側に、一対のプラズマノズル１７が配されている。
【００１７】
本実施形態では、ドラム１２の外周に渦巻き状に巻き付けられた長尺１次プライ１が用いられる。ドラム１２は回転自在に支持されており、第１搬送手段１３で長尺１次プライ１が長手方向に搬送されることにより従動回転して、ドラム１２から長尺１次プライ１が巻きほどかれる。なお、長尺１次プライ１は、ドラム１２に巻き付けられたものに限られず、折り重ねられたものや製造直後のものが第１搬送手段１３に供給されるものでもよい。
【００１８】
長尺１次プライ１は、略平行に配列した複数本の長尺コードを未加硫ゴムにより被覆してなり、例えばカレンダー装置や複合押出機により製造される。長尺コードの材質としては、主にスチールが採用されるが、これに限られるものではなく、アラミドやレーヨン等の有機繊維も好ましく使用される。
【００１９】
第一搬送手段１３は、平行に複数配置された細幅のベルトコンベヤから構成される。各ベルトコンベヤは、駆動ローラ１３ａ、ガイドローラ１３ｂ及びベルト１３ｃを備え、駆動ローラ１３ａは不図示の駆動装置により回転駆動される。第２搬送手段１４および第３搬送手段１９は、第１搬送手段１３と同様に構成され、それらの搬送方向は長尺１次プライ１の長手方向に対して所定の角度で交差するように配置されている。
【００２０】
長尺１次プライ１が第１搬送手段１３により長手方向に沿って搬送され、所定の長さＬが第２搬送手段１４上に配されると、搬送が停止され、長尺１次プライ１が後述する裁断を行うための所定の位置に配置される。かかる搬送停止は、例えば、第２搬送手段１４に設けられた接触式または光学式の不図示の位置センサを用いて制御することができる。
【００２１】
本実施形態では、長尺１次プライ１が長手方向に搬送される間、プラズマノズル１７に作動ガスが供給されると共に高周波の電流が供給され、プラズマノズル１７の開口端よりプラズマが吐出される。即ち、長尺１次プライ１の側面１ａに対して、大気圧プラズマによる表面処理が行われる（前記表面処理工程に相当する。）。
【００２２】
本実施形態のプラズマノズル１７は、図２に示すように、長尺１次プライ１の幅方向両側に設置されており、その両側の側面１ａに対して同時にプラズマを照射することができる。プラズマノズル１７は、チューブ状のケーシング１８を有し、ケーシング１８には、ガス供給装置２２より作動ガスが供給される。また、ケーシング１８の内部には電極が設けられており、高周波の電流がジェネレータ２０よりトランス２１を介して当該電極に供給されると、電気放電が生成される。この放電に係るアークが作動ガスの流れによりノズル軸方向（図２において左右の方向）に沿って延び、プラズマノズル１７の開口端より吐出されてプラズマジェットとなる。
【００２３】
プラズマノズル１７は、その開口端と、長尺１次プライ１の側面１ａとの間に、所定の間隔が設けられるように配置される。かかる所定の間隔は、開口端から吐出されるプラズマジェットが、被照射面である側面１ａに到達するように設定され、開口端から側面１ａまでの距離は、好ましくは３〜４０ｍｍであり、より好ましくは５〜２０ｍｍである。本実施形態のプラズマノズル１７は、第１搬送手段１３のベルト１３ｃより下流側に配されており、ベルト１３ｃにはプラズマの熱影響が及ぶことがない。
【００２４】
電極に供給される電源周波数は、公知の直流および交流のいずれを用いてもよく、一般に、直流電源、低周波（ｌｆ）電源、高周波（ｒｆ）電源、マイクロ波電源などが用いられるが、パルス電源を用いてもよい。また、生成されるプラズマジェットの形状やサイズは、特に限定されるものではないが、長尺１次プライ１の厚み（例えば０．８〜４．０ｍｍ程度）を超える処理領域を有するものが好ましく、これにより長尺１次プライ１の側面１ａに対して均一な表面処理を行うことができる。
【００２５】
このような大気圧プラズマ処理装置は公知であり、例えばＡｇｒｏｄｙｎ社製プラズマトリートシステムが、好ましいものとして挙げられる。なお、雰囲気ガスは大気であり、プラズマノズル１７に供給される作動ガスとしては空気が用いられるが、これに限られるものではなく、例えばアルゴンやヘリウムなどの不活性ガスまたは窒素ガスを使用しても構わない。
【００２６】
かかる表面処理の処理速度（長尺１次プライ１の側面１ａに対するプラズマノズル１７の相対的な移動速度）は、０．１〜１００ｍ／ｍｉｎが好ましく、より好ましくは０．５〜２０ｍ／ｍｉｎである。かかる好ましい速度で表面処理を行うため、プラズマ照射中に駆動ローラ１３ａの回転数を調整してもよく、または、プラズマノズル１７を長尺１次プライ１の長手方向に沿って移動させるように構成してもよい。
【００２７】
以上のように、本実施形態では、第２搬送手段１４上に配された長尺１次プライ１は、その側面１ａが大気圧プラズマにより表面処理が施された状態となっている。そして、所定の位置に配された長尺１次プライ１に対して、裁断手段１５による裁断が行われると、平面が平行四辺形状で長さＬの幅を有する短尺１次プライ２が得られる（前記裁断工程に相当する。）。
【００２８】
裁断手段１５は、回転羽１５ａとアンビル１５ｂとを有し、アンビル１５ｂは裁断ラインに沿って配置されている。裁断ラインは、長尺１次プライ１の長手方向に対して所定の角度α（例えば、１５〜３０°程度）で交差する方向に設定されている。回転羽１５ａは、不図示の駆動機構により回転駆動されつつ、不図示のスライド機構により裁断ラインに沿って往復動可能に構成されている。更に、回転羽１５ａは、不図示の圧接支持機構により回転自在に支持されつつアンビル１５ｂに圧接される。これにより、長尺１次プライ１が裁断ラインに沿って裁断される。なお、裁断手段１５としては、ギロチン式の切断刃や高速回転刃を有するものも使用可能である。
【００２９】
裁断により得られた短尺１次プライ２は、第２搬送手段１４により下流側に搬送され、接合手段１６によって、先に接合された短尺１次プライと側面同士を突き合わせて接合される。かかる一連の工程を順次繰り返すことにより、長尺の２次プライ３が得られる（前記接合工程に相当する。）。
【００３０】
接合手段１６としては、特に限られるものではなく、公知の構成が採用される。従来は、例えば特開平７−２７６５３０号公報等に開示されるような装置を用いて接合することで、オープンコードの発生を防止していたが、本発明では、接合される短尺１次プライ２の側面２ａ、２ｂに対して、大気圧プラズマによる表面処理が施されており、接合性が向上しているため、押圧力の比較的小さい簡易的なロールで突き合わせることによっても、良好に接着した状態で接合することができる。
【００３１】
長尺の２次プライ３は、第３搬送手段１９によりドラム１１まで搬送され、その外周に渦巻き状に巻き取られる。巻き取られた２次プライ３は、一旦保管された後、生タイヤの成型時にドラム１１から巻き戻され、ベルトプライとして生タイヤ半成型品の外周に巻き付けられる。そして、所定の長さで切断されて両端部で接合され、円筒状に成型されて生タイヤのベルト層を構成する。かかる両端部の接合は、上記と同様に、突き合わせにより接合するものが好ましい。
【００３２】
＜別実施形態＞
（１）前述の実施形態では、裁断前の長尺１次プライ１の側面に対して表面処理を行う例を示したが、本発明では、裁断後の長尺１次プライ１すなわち短尺１次プライ２の側面に対して表面処理を行うものでもよい。また、本発明は、少なくとも片側の側面に対して表面処理を行うものであればよいが、接合性を向上する観点から両側の側面に対して表面処理を行うことが好ましい。
【００３３】
（２）前述の実施形態では、長尺１次プライ１に対して幅方向からプラズマを照射する例を示したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、接合される短尺１次プライ２の側面２ａ、２ｂを接合する際、図３に示すように、その側面同士を所定の間隔ｄが設けられるように対向させ、その対向する側面間にプラズマを照射するものでもよい。かかる間隔ｄは、プラズマノズル１７の開口端より吐出されるプラズマジェットの大きさに応じて、両側の側面２ａ、２ｂにプラズマが照射されるように適宜に設定される。これにより、接合される両側の側面２ａ、２ｂに対して同時に表面処理を行うことができると共に、その後の接合工程に円滑に移行することができる。
【００３４】
（３）前述の実施形態では、帯状プライとしてベルトプライを成形する方法について説明したが、本発明はこれに限られず、例えばカーカスプライを成形することもできる。かかる場合、長尺コードの材質として、スチールやポリエステル、レーヨン、ナイロン、アラミド等の有機繊維等が好ましく使用される。また、長尺１次プライの長手方向に対する所定の角度αは、７５〜９０°程度に設定され、長尺の２次プライは生タイヤ成型用の円筒型の外周に巻き付けられる。この他、本発明により成形される帯状プライとしては、ベルト層の外周に配されるベルト補強層を構成するベルト補強プライや、ビード補強層を構成するサイドプライなどが挙げられる。
【００３５】
（４）得られた２次プライは、ドラムに一旦巻き取って保管するものに限られず、接合工程後に下流側へ搬送されて、生タイヤ半成型品または円筒型の外周に巻き付けられるものでも構わない。
【００３６】
（５）前述の実施形態では、一連の工程を自動化して行う場合を示したが、裁断工程や表面処理工程、接合工程などの一部の工程を手動で行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に使用する装置の一例を示す斜視図
【図２】プラズマノズルの配置を説明する図
【図３】本発明の別形態に係る表面処理工程を説明する要部拡大図
【図４】ベルトプライの成形方法を説明する平面図
【図５】オーバーラップジョイントのジョイント部を示す断面図
【図６】バットジョイントのジョイント部を示す断面図
【符号の説明】
【００３８】
１      長尺１次プライ
１ａ    長尺１次プライの側面
２      短尺１次プライ
２ａ    短尺１次プライの側面
２ｂ    短尺１次プライの側面
３      ２次プライ
４      長尺コード
１１    ドラム
１２    ドラム
１３    第１搬送手段
１４    第２搬送手段
１５    裁断手段
１６    接合手段
１７    プラズマノズル
１８    ケーシング
１９    搬送手段
２０    ジェネレータ
２１    トランス
２２    ガス供給装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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